基于桁架格栅的二维模式材料设计方法

作     者：王坤 吕海宇 刘晓宁 张安付 胡更开 Kun Wang;Haiyu Lv;Xiaoning Liu;Anfu Zhang;Gengkai Hu

作者机构：School of Aerospace EngineeringBejing Institute of TechnologyBejing 100081China Wuhan Second Ship Design and Research InstituteWuhan 430064China 

基　　金：supported by the National Natural Science Foundation of China(Grant Nos.11972080,11972083 and 11991030) the Innovation Foundation of Maritime Defense Technologies Innovation Center(Grant No.JJ-2021-719-06) 

出 版 物：《Acta Mechanica Sinica》 (力学学报(英文版))

年 卷 期：2023年第39卷第7期

页      码：83-93页

摘      要：具有不满秩弹性张量的模式材料(extremal material)可以根据其具有的软模式(soft deformation mode或者soft mode)数目进行分类,其具体的弹性性质则由其硬模式(hard modes)决定.迄今为止,只有具有单一硬模式的五模材料得到了深入的研究,包含其他模式材料的更广阔空间则几乎未被探索.本文基于桁架格栅,研究了设计更一般的模式材料的基本工具和设计方案.为了均匀化具有由局部机构引起的非仿射变形的周期格栅,我们回顾了奇异值分解的矩阵公式,并推导了形如开尔文分解的、紧凑形式的有效弹性张量,由此我们能够概述模式材料的产生机理和设计逻辑.我们将该方法应用于具有任意指定的弹性张量的二维模式材料的设计.所设计的格栅材料证实了理想二维一模材料中,与解析复变函数密切相关的、独特的静态响应.本文所提出的方法也适用于三维情况下更一般的模式材料.

主 题 词：二维模式 奇异值分解 复变函数 设计逻辑 格栅 开尔文 弹性性质 弹性张量 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 0802[工学-机械学] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1007/s10409-023-23044-x

馆 藏 号：203122354...